关于机械加工误差产生原因与对策的研究

关于机械加工误差产生原因与对策的研究

胡胜男

身份证号：43232519730219****

摘要：在机械加工中可以利用机械中的过程控制来减小误差而提高加工精度，并在这一进程中对各种造成误差成因进行分析和处理。加工精度具有难以克服的现实条件，但仍必须加强对其的研究和控制，使其存在于一个合理的范围之内。本文对机械加工误差的概念和加工误差产生的主要成因进行研究，并从减小、转移、补充加工误差等层面就提高机械加工精度的有效策略实践展开探讨，供同行们参考借鉴。

关键词：机械加工；误差；策略

引言

随着我国装备工业的快速发展，我国机械加工的精度随着机床精度的不断升级而日益提高。然而，不可否认的是，在机械加工的过程中，不可避免会出现加工精度上的误差，并成为影响产品质量和生产效能的重要因素。从实践而言，加工精度具有难以克服的现实条件，但仍必须加强对其研究和控制，使其存在于一个合理的范围之内。为此，有关人员需要对加工精度的概念及引发加工精度误差的原因进行探究，以寻求科学而合理地减少或降低加工无误差的策略。

1机械加工误差的定义

机械加工误差通常指的是，在具体加工操作过程中，实际加工后的几何参数与预先规定的几何参数之间存在偏差的程度，包括几何尺寸、几何形状和相互位置。与之相对应的，实际和理想几何参数之间的相符合程度就是加工精度。加工误差和加工精度呈反比例函数，符合程度与加工精度呈正比例函数。其实，加工精度和加工误差所反映的问题是相一致的，只不过是换了另一种谈法而已，本质上是相同的。而我们之所以去分析研究这种误差，其意义在于我们可以通过找到各类误差的产生原因，来规避机械加工误差，从而达到加工精准度的大幅度上升。

2影响机械加工质量的主要因素

2.1加工过程中机床的几何误差

机床的几何误差可分为三种类型：主轴旋转误差，导轨误差和传动链误差。其中，主轴旋转误差对加工质量影响最大。这是因为机床主轴是加工人员对机械部件进行夹紧操作的基本设备，在机械加工过程中直接将加工动力传递给机械部件。导轨误差产生的主要原因错误是导轨的磨损，导轨决定了每个机械部件在机床上的位置，如果加工位置发生偏移，对加工质量肯定会产生影响。而传动链误差的主要原因是传动链两端的相对运动导致的。

2.2操作定位误差

操作定位误差的形成主要分为两种。一是基准重合误差，基准点通常是指机械加工人员依据加工图纸设计要求，通过零部件的一个表面位置和尺寸来确定加工信息及加工数据。需要操作人员科学确定加工工件加工基准，如果操作人员无法对加工工件几何要素进行准确分析与判断，就会导致加工基准选取的不合理，使得工件在加工过程中产生基准重合误差。二是定位副制造存在的误差。夹具中定位元件的制造精度与设计尺寸存在一定的偏差，加工人员可以在公差允许范围内完成加工作业，并依据加工设计要求调整实际定位元件尺寸。我们知道定位副由夹具中的定位元件和工件定位面组成，夹具定位元件精度不准确时，在与定位融互相配合过程中，会有间隙产生，这个间隙在加工工件过程中，导致产生定位副制造误差。

2.3加工过程受力变形产生误差

加工过程中的误差来源可分为三个主要方面：首先，工件的刚性是工件本身的变形问题。该因素对加工质量影响最大。第二，加工工具的刚性。在工具应用时，工具杆将不可避免地受到不同程度的外力。外力作用过程导致的变形会影响加工质量。第三，机床刚度受当前机床设计制造技术的限制。大多数机床在生产和安装过程中，都会受其载荷和变形不成线性因素等的影响。机械加工人员只能通过多次拆卸操作来控制机械刚度的影响。但是不科学的机床设计方案与调整方法。不仅会影响机床加工的效率和质量，还会增加加工企业的人力资源成本。

3误差补偿

根据上文中机床机械加工中误差产生的原因，分析误差补偿的相关方法，具体操作如下：

3.1静态补偿

机床机械制造误差中的静态补偿是一类基础措施，主要是在机床加工程序中增加硬件结构，在外力的作用下控制方向上的误差，致力于减少误差。例如：机床机械中加工螺丝部件，使用螺距校正尺控制螺丝的间距，平衡螺丝间距参数，完成平衡补偿的工作。静态补偿既可以作为独立的误差控制方法，也可以与其他方法结合，完成机床机械制造中的误差补偿。

3.2动态补偿

动态补偿应该与静态补偿方法结合使用，两种方法结合能够拓宽动态补偿在机床机械加工制造中的使用范围。例如：机床切削工艺中，机床空间位置会根据机床位置发生改变，此类方法可以根据实际情况给出补偿量，完成实时的反馈补偿，误差补偿时控制了切削的热量、温度等参数，完成了实时补偿。

3.3进给补偿

机床机械生产误差控制中的进给补偿，主要是依靠进给伺服系统完成的补偿。进给补偿在机床驱动系统中的传动装置上给出控制标准，完善机床加工的轨迹，控制好轨迹正反两个方向的运动，加工精度能够达到0.1μm，伺服系统能够为机床误差补偿提供开环控制、闭环控制的方法，通过伺服电机的转速降低误差量。

3.4坐标补偿

坐标补偿在机床机械生产加工中，利用数控系统对照设计的参照位置，按照坐标原点反馈出实时误差，数控机床中的坐标补偿可以采用误差校对的方法进行控制，当发生误差时坐标补偿就可以重新设置参照数据，此类方法适用于三轴坐标类的数控机床中，固定好机床机械的加工数据，给出软件补偿结果，有效控制机床生产的误差。

4机械加工工艺技术应用对策

4.1做好充分加工准备

机械加工时，做好充分的加工准备，有助于减少加工误差，提高加工质量与精度。一方面，做好加工前的技术交底。加工单位应为加工人员分析零件结构，使其明确零件各个结构间的关系，掌握各个部分加工参数以及误差允许的范围。另一方面，做好变形控制。机械加工时，要求加工人员在明确加工零件材质强度的基础上，使用合适的夹具，尤其应注重固定夹具时应把握力度，避免用力过大。同时，还应做好加工时的防护，如采用降温措施，避免零件局部过热发生形变。

4.2认真维护加工设备

为避免加工设备引发误差，加工单位应做好加工设备维护，使其处于最佳的工作状态，具体应注重以下内容的落实：一方面，定期检查机床主轴、导轨、传动链等运行情况，并做好各部件运行参数检测，发现运行参数异常，应认真分析原因，及时纠正，尤其应及时更换磨损严重的部件。另一方面，做好各种刀具特性及使用要求分析，明确不同刀具适用性，以及加工不同机械零件的优缺点，保证刀具使用的合理性。同时，做好刀具、夹具等磨损检查，杜绝使用磨损严重，无法满足加工要求的刀具。

4.3提高加工专业水平

为提高机械加工专业水平，加工单位应根据实际情况，积极采取有效措施，提高加工人员的专业水平。一方面，做好机械加工监督。为保证加工人员严格按照规范要求使用刀具、加工流程开展加工工作，施工单位应派经验丰富的人员做好加工监督，并给予加工人员专业指导，确保各加工细节控制到位。另一方面，注重误差控制知识培训。加工单位应定期组织加工人员开展加工技能培训工作，使加工人员充分认识到控制误差的重要性。同时，由经验丰富的技术人员讲解误差控制方法，尤其在安装加工零件时应准确定位，提高定位误差控制水平，将定位误差控制在允许的范围内。

结论

综上所述，机械加工技术作为基础工业发展的重要支点，其技能应用水平直接决定了未来的工业成就。而机械加工误差的问题的解决和技术的升级是一个系统化问题，需要多部门多渠道共同配合才能有效实现。减小机械误差的过程中，应结合设备、人才、技术管理等方面的策略，助机械加工技术应用的上档升级，实现精细化的技术应用下生产效能和企业效益的双提升。

参考文献

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